3.2.5. Расчет прочности нормальных сечений и подбор арматуры в расчетных сечениях балки

Определение требуемой площади сечения арматуры при действии положительного момента ведем как для таврового сечения с полкой в сжатой зоне. При действии отрицательного момента (полка) находится в растянутой зоне, следовательно расчетное сечение будет прямоугольным.

Размеры сечения принятые по расчету:

мм; мм;мм;мм.;

Принимаем величину мм в пролете, тогда:мм имм на опоре, тогда:мм.

Предположим, что нейтральная ось проходит по нижней грани полки, тогда область деформирования для прямоугольного сечения шириной будет следующая:

Данное значение лежит в пределах стадияIб.

По табл.3-3 прил.3[1] устанавливаем область деформирования. По табл.3-3 прил.3[1] определяем :

Т.к условие()выполняется, то нейтральная ось проходит в пределах полки, сечение рассчитывается как прямоугольное с шириной.

Расчет продольной арматуры второстепенной балки ведут в следующей последовательности:

Определяем

В пролете 1 (нижняя арматура): ;м;м.

; растянутая арматура достигла предельных деформаций.

;

В пролете 2 (нижняя арматура): ;м;м.

;

;

.

В опорных сечениях действуют отрицательные моменты, плита расположена в растянутой зоне, поэтому сечения балки рассматриваются как прямоугольные шириной м.

На опоре В (верхняя арматура): ;м;м.

;

;

.

В пролете 2 (верхняя арматура): ;м;м.

;

;

На опоре С (верхняя арматура):

Результаты расчетов сводим в таблицу 7.

Таблица7 Определение площади сечения рабочей арматуры второстепенной балки

Положение сечения	Расположение арматуры	М, кНм	Расчетное сечение			, см2		, см2		Приня-тое армирование
1 пролет	Нижняя	119,83		0.045	0.824	9,15		9,41
1 пролет	Верхняя	–		Монтажная конструктивная арматура					2.26
Опора В	Верхняя	-94,15		0.32	0.792		8,1	8,232
2 пролет	Нижняя	80		0.03	0.984		5,12	6,03
2 пролет	Верхняя	-23,04		0.078	0.7		1,51	2.26
Опора C	Верхняя	-80		0.272	0.83		6,42	7,1

3.2.6. Расчет прочности наклонных сечений по поперечной силе.

Расчет прочности железобетонных элементов на действие поперечных сил производиться из условия:

где: - расчетная поперечная сила от внешних воздействий;

- поперечная сила, воспринимаемая ж/б элементом без поперечного армирования.

Сначала определяем поперечную силу, которую может воспринять второстепенная балка без поперечного армирования (хомутов). Расчет выполняем для сечения у первой промежуточной опоры (опоры В) слева, где действует наибольшая поперечная сила.

, но не менее

где:

; ;;

- усилие от предварительного напряжения.

Поскольку ,то необходима постановка поперечной арматуры по расчету. Расстояние от опоры, на котором требуется установка хомутов по расчету:

Первое расчетное сечение назначаем на расстоянии от опоры:

, что составляет

В данном сечении усилия составляют:

Определяем продольные относительные деформации в растянутой арматуре, предварительно задавшись углом наклона диагональных трещин к горизонтали и расстоянием между верхней и нижней арматурами

Для выяснения правильности выбора угла определяем касательные напряжения, действующие в рассматриваемом сечении:

Отношение

где принимается по таблице 6.1[2]

В соответствии со значением ипо табл. 3-1 [3] уточняем угол наклона диагональной трещины () и видим,что угол наклона был принят верно.

Среднее значение главных растягивающих деформаций

Главные растягивающие напряжения:

где: – максимальный размер заполнителя (=20 мм)

- ширина раскрытия наклонной трещины

=300 мм – расстояние между диагональными трещинами

Составляющая поперечной силы, воспринимаемая бетоном:

Составляющая поперечной силы, которую должна воспринять арматура (хомуты)

Составляющая поперечной силы, воспринимаемая поперечной арматурой определяется по формуле:

, откуда

.

где - угол наклона поперечной арматуры (хомутов) к продольной оси балки.

расчетное сопротивление поперечной арматуры.

(для арматуры класса S500).

Приняв, в соответствии с п.11.2.21[2] шаг хомутов , что не превышаети, вычисляем площадь поперечного сечения хомутов:

Принимаемая площадь поперечного сечения хомутов должна быть не менее:

Окончательно принимаем двухсрезные хомуты диаметром 8 мм (A_sw=1,01см²) класса S500 и устанавливаем в опорной зоне длиной 0.25 c шагом 150 мм.

Составляющая поперечной силы, которую может воспринять арматура равна:

Действительная несущая способность наклонного сечения составит:

Проверяем условие:

В средних частях пролётов шаг поперечных стержней должен назначаться независимо от высоты сечения не более 3/4h не более 50 см. Принимаем S=25 см, что не превышает 3/4h=3/440=30 см.